Введение к работе
Актуальность работы. Актуальной проблемой современного двигателестроения является дальнеЯаее повышение эко-мических и улучение экологических качеств машин с двигателями внутреннего сгорания. На долю дизелей приходится более 305S установленной мощности транспортных установок и следовательно более 25 их газовых Еыбросов. Существующие и вновь выпускаемые дизели при работе на режимах полной мощности выбрасывают порядка 6,3 г/кВт.ч. твердых частиц, в том числе сажевых. Выбросы с отработавшими газами загрязняют здания, сооружения, стимулируют коррозию металлов, ухудшают видимость на автодорогах, раздражающий залах отработавших газов (О.Г.) ухудшает самочувствие людей, повышенная концентрация окислов азота приводит к отекам легких. Таким образом, снижение токсичности и дымности ОГ дизеля является актуальной проблемой для всех стран, включая Ливан, для которого характерна высокая концентрация автомобильного транспорта с дизелями в условиях, населенных пунктов. Одним из наиболее перспективных путей совершенствования является использование в них альтернативных и прежде всего спиртовых топлив. Е настоящее время стоимЪсть литра, например бутанола, может быть сравнима или несколько выше стоимости литра ДТ. Однако путевой расход бутанола превышает расход ДГ. Выбор альтернативных тОплив зависит от региональных экономических и технологических соображений.
При реализации ряда биохимических, химических, технологических процессов, например при производстве пенициллина, образуются отработанные загрязненные растворители, а' именно: нормальный бутанол и бутилацетат, содержащие компоненты питательной среды и воду. Регенерация отработанных растворителей требует значительных затрат. И в большинстве случаев эти отходы либо уничтожаются (сжигаются с затратой дизельного топлиеэ), либо выбра-
етлэяются в канализацию. Это наносит Еред окружающей среде.Все это характерно и для условий Ливана.Наиболее желательным путем решения вопроса с остатками является их утилизация. Принципиально известно использование нормального бутанола в качестве добавки к ДТ,как спиртового топлива. В плане регионального решения проблемы повышения экономичности дизелей, расширения ресурсов ДТ, снижения дымности и токсичности ОГ, улучення экологической обстановки в данном регионе, путем исключения из технологических процессов различных методов уничтожения технологических остатков, актуальным является разработка метода организации рабочего процесса дизеля, использующего в качестве добавки к дизельному топливу водные растворы П -бутанола кан продукта регенерации из компонентов кубового остатка при биохимическом производстве.
Цель и задачи исследования.Утилизировать отходы биохимической промышленности путем их сжигания в ка- . мере сгорания дизеля для улучення экологической обстановки it рационального использования природных ресурсов.
Провести анализ методов организации рабочего процесса спирто-дпзеля, т.е. дизеля,работающего на смеси дизельного топлива со спиртовым.
Обосновать выбор параметров при реализации сішр-тс-днзельного процесса. Усовершенствовать систему подачи еппрторого топлива в дизель.
Разработать принципы организации рабочего процесса, обеспечивающего повышение процента замещения дизельного топлива спиртом и повышение экономических и экологических качеств двигателя.
Научная новизна. Усовершенствована система подачи в дизель еодных растворов П -бутанола.
Разработаны принципы' организации еппрто-дизельного процесса с внутренним смесеобразованием и с впрыском в дизель смеси дизельного топлива ;: водного раствора технического л'-бутанола при. регулирован;::: процесса методе:.: выключения цилиндров..
експериментально ог;ос.чо:-ана целесообразность пеполь-
зоЕания метода отключения цилиндров для повышении процента замещения дизельного топлива утилизируемым (] -бутано-лом.
Методы : исследования. Для выбора схемы системы топлиЕОподачи проведены классификация, сиетеиатиза-ция и анализ топливных систем и особенностей орагнизации рабочих процессов спирто-дизелей. Применена методика теоретического определения физико-химических свойсть смесей технического П -бутанола и его ео.дных растворов с дизельным топлиеом. Проведен анализ влияния сеойств смесей чоплив на процесс топливоподачи и рабочий процесс спирто-дизеля. Экспериментальные исследования проведены на безмоторной установке с топливной аппаратурой дизеля Д-240 СПіЕД УГН-Ь и форсунки ФД-22) и на стендах типа ВДТ-69 и с дьэелем Д-242 (4411,0/12,5). Для измерения и регистрации параметров и показателей рабочего процесса применено стандартное измерительное оборудование, в том числе сажемеры и газоаналитическое оборудование типа E0SCH. В основу изучения явлений в топливной аппаратуре и в дизеле в -целом положены принципы сравнения протекания рабочих процессов дизеля и спирто-дизеля в сходственных условиях.
Практическая значимость результатов. Внедрение в практику двигателестроения результатов разработки спирто-дизельного процесса с подачей спирта в цилиндры двигателя и регулированием спирто-дизеля методом отключения цилиндров позволит снизить расход дизельных топлив, снизить дымность и токсичность 0Г, утилизировать технический /7 -бутанол как продукт регенерации из кубового остатка биохимических производств. Таким образом, реализация разработки позволит улучшить экологическую обстановку в регионе, рационально использовать природные ресурсы, а также повысить экономичность эксплуатации машин со спир-то-дизелями.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований переданы в научно-исследовательский институт (НАМИ), используются в учебном процессе РУДН (лабораторные работы, курсовое и дипломное проектирование) при подготовке специалистов в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов и тепловых двигателей.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях инженерного факультета РУДН в 1990 и в 1991 годах, на научно-техническом семинаре в РУДІ і в апреле 1992 года.
Публикации. По результатам исследований опубликованы две статьи'(в печати).
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов. Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 34 страницы с рисунками, 10 таблиц и список литературы из 69 наименований.